Устройство для управления центрифугой

(19) (1 107 4 В 91 БТОРСКОУ СБИДЕТЕЛ ЬС и В.В.Ми хемах и пеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский институт химического машиностроения(56) Центрифуга для определения жира в молоке В 1-ОЦЖ,00,000 ЭЗ, СКТБ "Контур", Вологда, 1989,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЦЕНТРИФУГОЙ(57) Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в с управления однофазн ыми двигателям Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в схемах управления однофазными двигателями переменного тока в центрифугах, стиральных машинах и других агрегатах,Известно устройство управления центрифугой, например, для определения жирности молока. Устройство содержит двигатель с основной и вспомогательной обмотками с фазосдвигающей ЯС-цепью; реле, таймер, кнопки "Пуск" и "Стоп", элементы блокировки, тиристоры, схемы управления ими и стабильного питания, включающие в себя четыре транзистора, восемь диодов, двадцать три резистора, стабилитрон и четыре конденсатора, которые обес. печивают ее запуск и останов с торможением.Недостатком этого устройства является повышенное потребление энергопитания ременного тока в центрифугах, стиральных машинах и других агрегатах, Цель изобретения - повышение безопасности работы центрифуги. Устройство для управления центрифугой содержит две шины питания, основную и вспомогательную обмотки двигателя, реле с двумя нормально открытыми контактами и одним переключающим с размыкающимся и замыкающимся контактами, нормально разомкнутые контакты таймера, элемента блокировки и кнопки "Пуск", нормально замкнутые контакты кнопки "Стоп", стабилитоон, тиристор, один р-п-р-й, три ир-п-транзистора, три диода, три конденсатора и девять резисторов, один из которых переменный. 2 ил,ля (до окончания , сопровождаемое и двигателя, сниботы, Кроме того, нюю мощность в ьном )езисторе и вращения и торКолЬко номиналови транзисторов, ойства и увеличи- а не позволяет из,ия в зависимости жиромерами. Поэвся конструкция повышенным дии торможении, что повреждений живе наличия дефекия персонала при амера может разпосле остановки двигатеустановленной выдержки)нагревом и деформацИямжающими ресурс его раприходится гасить излиш100 Вт на ограничителобеспечивать на режимахможения центрифуги неспитания для микросхемыЭто усложняет схему устрвает его стоимость. Схемменять скорость торможеот загрузки центрифугитому при малой загрузкецентрифуги подвергаетсянамическим нагрузкам прможет служить причинойромеров, например в случтов стекла и травмированатом, так как осколок жир.рон, катод которого связан с первымрезистором, и второй конденсатор соединен с катодом тиристора, вторыми вывода 25 30 35 40 45 50 бить остальные жиромеры, что приводит, как показала практика, даже к приподниманию крышки.Известно устройство, содержащее основную и вспомогательную обмотки двигателя, реле, подключенное к шинам питания через нормально разомкнутые контакты таймера, элемента блокировки, нормально . разомкнутые контакты кнопки "Стоп" и параллельно соединенные нормально разомкнутые контакты кнопки "Пуск" и самоблокировки реле, один иэ вторых нормально разомкнутых контактов реле подключен через первый конденсатор к первой шине питания, а другой - к первому выводу вспомогательной обмотки и аноду первого диода, катод которого через первый резистор, параллельно соединенные стабилитми основной обмотки, первый вывод котороЙ подключен к первой шине питания, и вспомогательной обмотки, второму резистору, третьему конденсатору и третьему переключающему контакту реле, размыкающий контакт которого через третий резистор соединен с катодом второго дио- да, анод которого связан с первой шиной питания, а замыкающий контакт - с второй шиной питания, анодом третьего диода и анодом тиристора, управляющий электрод которого подключен к второму выводу второго резистора и эмиттеру первого и-р-и- транзистора, коллектор и база которого соединены соответственно с базой и коллектором р-п-р-транзистора, эмиттер которого подключен к второму выводу третьего конденсатора и переменному четвертому резистору, второй вывод которого через пятый резистор соединен с катодом третьего диода.Схема однако не обеспечиваетплавности остановки двигателя во всем диапазоне изменения его нагрузки, Это объясняется тем, что в конце торможения по мере падения напряжения, снимаемого со вспомогательной обмотки, угол отсечки тока уменьшается и сила торможения увеличивается, вызывая резкий толчок конструкции центрифуги,Целью изобретения является повышение безопасности работы центрифуги,Указанная цель достигается тем, что в состав устройства введены дополнительно четыре резистора и два п-р-п-транзистора, эмиттеры которых соединены с катодом тиристора, коллектор второго и-р-и-транзистора связан с эмиттером р-и-р-транзистора, база которого через шестой резистор 5 10 15 подключена к катоду тиристора, а через седьмой резистор - к второму выводу переменного четвертого резистора, к которому через восьмой резистор подсоединены база второго и коллектор третьего и-р-п-транзисторов, база последнего из которых через девятый резистор подключена к катоду стабилитрона.Нэ фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг, 2 - диаграммы напряжений схемь" ,прототипа (а) и изобретения (б).Устройство содержит включаемое от шин 1 и 2 реле 3 через контакты таймера 4, элемента блокировки 5, кнопки "Стоп" 6, кнопки "Пуск" 7 и самоподхвата 8. Двигатель с основной 9 и вспомогательной 10 обмотками включается соответственно контактами 11 и 12 реле 3. Устройство также содержит диоды 13 - 15, резисторы 16-24, тиристор 25, стабилитрон 26, конденсаторы 27 - 29 и транзисторы 30-33. Один из выводов контактной пары 12 реле 3 через первый конденсатор 27 подключсн к первой шине 1 питания, а другой - к первому выводу вспомогательной обмотки 10 и аноду диода 13. Катод диода 13 через первый резистор 16, параллельно соединенные стабилитрон 26, катод которого связан с первым резистором 16, и второй конденсатор 28 соединен с катодом тиристора 25, вторыми выводами основной обмотки 9, первый вывод которой подключен к первой шине ". питания, и вспомогательной обмотки 10, к змиттерам втооого и третьего и-р-и-транзистороь 32 и 33, первым выводам конденсатора 29 и второго и шестого резисторов 17, 21 и переключающему контакту 11 реле 3. Второй вывод резистора 17 соединен с управляющим электродом тиристора и змиттером первого п-р-и-транзистора 30, Зторой вывод резистора 21 соединен с колгектором первого и-р-п-транзистора 30, базой р-п-р-транзистора 31 и первым выводом седьмого резистора 22. Второй вывод конденсатора 29 соединен с эмиттером р-и-р-транзистора 31, коллектором второго и-р-а-транзистора 32 и первым выводом переменного четвертого резистора 19, Размькающий контакт 11 реле 3 через третий резистор 18 соединен с катодом второго диода 14, анод которого связан с первой шиной 1 питания. Замыкающий контакт 11 соединен с второй шиной 2 питания, анодом третьего диода 15 и анодом тиристора 25. База второго 32 и коллектор третьего 33 и-р-и-транзисторов подключены к первому выводу восьмого резистора 23. Второй вывод четвертого резистора 19 соединен с вторыми выводами седьмого 22 и восьмого 23 резисторов и через пятыми резистор 20 - с катодом третьобмотки фаза напряжения во вспомогательной обмотке 10 сдвинута на 90 относи 20 25 30 35 40 45 55 его диода 15, База третьего и-р-и-транзистора 33 через девятый резистор 24 подключена к катоду стэбилитрона. Устройство работает следующим образом.Запуск однофазного двигателя переменного тока производится. подачей напряжения на основную 9 и вспомогательную 10 тельно напряжения в основнойобмотке 9первым конденсатором 27), Нажатием кнопки "Пуск" 7 при замкнутых контактах таймера 4 и блокировки крышки 5 через нормально замкнутый контакт кнопки "Стоп" б напряжение питания 220 В, 50 Гц с шин 1, 2 подается на реле 3. Контактом 8 реле 3 самоблокируется, а переключающим контактом 11 подает напоякение нэ рабочую 9 и вспомогательную 10 обмотки двигателя, Двигатель запускается. Напряжением вспомогательной обмотки 10 заряжается второй конденсатор 28 через первый диод 13 и первый резистор 1 б, подготавливая схемууправления к работедля торможения. В пусковом и основном режимах работы двигателя тиристор 25 и его цепь управления на транзисторах 30 - 33, третьем конденсаторе 28, четвертом, пятом .девятом резисторах 18 - 24 зашунтирована контактом 11 и включается после выключения реле 3 и переключения контакта 11,При выключении двигателя (реле 3 выключено, например накатием кнопки "Стоп" 6) при положительном напряжении на аноде тиристора 25 цепь управления на третьем диоде 15, четвертом, пятомдевятом резисторах 19 - 24, третьем конденсаторе 29, первом п-р-и-транзисторе 30, р-и-р-транзисторе 31 и втором и третьем и-р-и-транзисторах 32, 33 выдает импульсы на управляющий электрод тиристора 25, фаза открытия которого зависит от переменного четвертого резистора 19 и напряжения цепи обратной связи на втором конденсаторе 28, При протекании тока через основную рабочую обмотку 9 двигателя происходит динамическое торможение двигателя, при выключении тиристора 25 ЭДС самоиндукции рабочей обмотки 9 замыкается через второй диод 14 и третий резистор 18, предохраняя тиристор 25 от. пробоя. Сила и время торможения двигателя зависят от фазы открытия тиристора 25. Во вспомогательной обмотке 10 двигателя генерируется ЭДС, величина которой зависит от скорости вращения двигателя, При большой скорости в начале торможения напряжение на втором конденсаторе 28 имеет максимальную величину. Третий и-р-и-транзистор 33 открыт, на базе второго и-р-и-транзистора 32 напряжение близко к нулю и он закрыт, тем самым шунтируя третий конденсатор 29 фазосдвигающей цепи малым током утечки. Фаза открытия в этом случае формируется следующим образом, При положительном напряжении на тиристоре 25 через третий диод 15, четвертый 19 и пятый 20 резисторы заряжается третий конденсатор 29. Как только напряжение на нем сравняется с напряжением на базе р-и-р-транзистора 31, задаваемого делителем на шестом 21 и седьмом 22 резисторах, р-и-р-транзистор 31 открывается и третий конденсатор 29 разряжается через первый и-р-и-транзистор 30, р-и-р-транзистор 31 и шунтированную для повышения помехоустойчивости вторым резистором 17 цепь управляющий электрод - катод тиристора 25, открывая последний.Фаза открытия зависит от скорости заряда третьего конденсатора 29 (фиг,2 б). которая устанавливается переменным четвертым резистором 19. Амплитуда импульса напряжения на управляющем электроде тиристора 25 задается делителем на шестом 21 и седьмом 22 резисторах, По мере торможения уменьшается напряжение на втором конденсаторе 28; начинает открываться второй и-р-и-транзистор 32, шунтируя третий конденсатор 29, скорость заряда которого (уголь) уменьшается, фаза открытия тиристора 25 увеличивается, ток в осчовной обмотке двигателя уменьшается, сила торможения также уменьшается, Этим обеспечивается необходимая плавность остановки двигателя и ее регулировка для различной нагрузки, После остановки двигателя и разрядки второго конденсатора 28 второй и-р-и-транзистор 32 полностью открыт и шунтирует третий конденсатор 29, импульсы включения тиристора 25 не формируются и он закрыт. Плавность торможения и остановки повышает безопасность работы с центрифугой.Дополнительным достоинством изобретения является запитка включающего тиристора 25, и-р-и-транзистора 30 и формирование напряжения сравнения на ри-р-транзисторе 31 от шин питания через делитель на пятом 20, шестом 21, седьмом 22 резисторах, что обеспечивает стабильность работы схемы в течение всего времени торможения вне зависимости от величины напряжения сети питания на шинах 1 и 2. Устройство также повышает ресурс работы двигателя за счет большей плавности вращения и торможения.формула изобретения Устройство для управления центрифугой. содержащее основную и вспомогательную обмотки двигателя, реле, подключенное к шинам питания через нормально разомкнутые контакты таймера, элемента блокировки, нормально замкнутые контакты кнопки "Стоп" и параллельно соединенные нормально разомкнутые контакты кнопки "Пуск" и самоблокировки реле, один из вторых нормально разомкнутых контактов реле подключен через первый конденсатор к первой шиНе питания, к другой - к первому выводу вспомогательной обмотки и аноду первого диода, катод которого через первый резистор, параллельно соединенные стабилитрон, катод которого связан с первым резистором, и второй кон:денсатор соединен с катодом тиристора, вторыми выводами основной обмотки, первый вывод которой подключен к первой шине питания, и вспомогательной обмотки, второму резистору, третьему конденсатору и третьему переключающему контакту реле. размыкающий контакт которого через третий резистор соединен с катодом второго диода, анод которого связан с первой шиной питания, а замыкающий контакт -с второй шиной питания, анодом третьего диода и анодом тиристора, управляющий электрод которого подключен к второму выводу вто рого резистора и эмиттеру и-р-и-транзистора, коллектор и база которого соединены соответственно с базой и коллектором р-пр-транзистора, эмиттер которого подключен к второму выводу третьего 10 конденсатора и переменному четвертомурезистору, второй вывод которого через пятый резистор соединен с катодом третьего диода, отличающееся тем,что,сцелью повышения безопасности работы центрифу ги, в него введены дополнительно четыререзистора и два п-р-п-транзистора, эмиттеры которых соединены с катодом тиристора, коллектор второго и-р-и-транзистора связан с эмиттером р-п-р-транзистора, база кото рого через шестой резистор подключена ккатоду тиристора, а через седьмой резистор - к второму выводу переменного четвертого резистора, к которому через восьмой резистор подсоединены база второго и коллек тор третьего п-р-п-транзисторов, базапоследнего из которых через девятый резистор подключена к катоду стабилитрона.1733107 яж мзеуамоаещее Гд 6 лю.иег фжиюйГ Й ф Ь 4 УРР, сСоставитель В.Афонин Редактор Т.Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая эказ 1622 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, ЖРаушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гага